极压抗磨剂的新用途、含该物质的组合物及其用途

摘要

本发明涉及一种极压抗磨剂的新用途、含该物质的组合物及其用途。将烷基硫代磷酸酯加入抗氧防锈润滑油中不仅可以获得优异的极压抗磨性，并且可以改善高温情况下金属的腐蚀、降低粘度和酸值增长。

说明书

技术领域

本发明涉及一种极压抗磨剂的新用途、含该物质的组合物及其用途。

背景技术

随着透平机技术的发展，轴承和轴的间隙比早期的透平机组变得更 小，而轴承温度却随着超临界蒸汽轮机，特别是燃气轮机的发展而迅速 提高。目前在联合循环机组中使用的燃气轮机进气温度要达到1200℃以 上，轴承环境温度达到250℃。这对于在其中运行的透平油的高温氧化安 定性是一个严峻的考验。在一些带有变速箱的透平中，透平油的极压抗 磨性也成为保证设备安全运行的保障。

透平油在运行过程中，受到空气、金属、水分温度的影响，产生氧化， 氧化后生成的、醛、酮、酸以及这些物质的聚合物，生成油泥，油泥在 高温部位水分蒸发后，变成漆膜。油泥会堵住过滤系统，如果进入了轴 承的缝隙会造成轴承的磨损。形成的漆膜在一些阀系会堵住阀芯，使控 制失调，造成启动困难，这种情况在调峰用的燃气轮机中尤其多见。

目前对于高温燃气轮机油都注重高温氧化安定性，一般采用ASTM  D4363或国军标GJB 563、NB/SH/T0844测定高温氧化腐蚀性能。该实验 在175℃下，在100ml油样中以5L/h流量通入空气，并加入各种金属片 (钢、铜、铝、镁、镉或银)，72小时后测定金属片失重、粘度增长和 酸值增加等项目。在航空涡轮机油、高温燃气轮机油(TGB，TGF)、单 轴联合循环燃/汽轮机油(TGSB，TGSE)标准中都有对高温氧化腐蚀试验 的规定。

二烷基二硫代磷酸酯是一种极压抗磨剂，文献《石油学报(石油加 工)》第24卷第2期P191～197《二烷基二硫代磷酸丙烯酸酯作为润滑 油添加剂的实验研究》中，作者合成了3种分子结构不同的二烷基二硫 代磷酸丙烯酸酯(ADDP)。通过分析表明，二烷基二硫代磷酸丙烯酸酯的 热稳定性好于商用ZDDP。ADDP中不同的烷链结构对其抗磨性能的影 响不同，带有支链烷基的ADDP比直链烷基的ADDP具有更好的极压抗 磨作用，可有效改善润滑油产品的极压抗磨性能。文献《摩擦学学报》第 23卷第4期P311～315《几种硫代磷酸酯在菜籽油中的摩擦学和抗乳化性 能研究》。作者在四球摩擦磨损试验机上对比考察了几种硫代磷酸酯和 二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为菜籽油添加剂的摩擦学性能，结果表 明：在几种磷酸酯分子中引入硫使得其极压抗磨性能得到不同程度的提 高，是一种潜在的环境友好多功能润滑油添加剂。以上的文献都表明硫 代磷酸酯是一种高效的极压抗磨剂，没有文献表明它具有高温氧化腐蚀 抑制剂的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种极压抗磨剂的新用途。 本发明所要解决的技术问题之二是提供一种含有该极压抗磨剂的抗氧防 锈润滑油组合物。本发明所要解决的技术问题之三是提供所述抗氧防锈 润滑油组合物的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案如下：一种极压 抗磨剂的新用途，所述极压抗磨剂用于提高油品的抗氧抗腐蚀性能；所 述极压抗磨剂为烷基硫代磷酸酯。

上述技术方案中，优选地，所述烷基硫代磷酸酯为二烷基二硫代磷 酸酯。

上述技术方案中，优选地，所述二烷基二硫代磷酸酯的结构式为：

其中，R为含2～8个碳原子的直链烷烃或支链烷烃，n为1～4的整数。

上述技术方案中，优选地，R为含3～6个碳原子的直链烷烃或支链 烷烃。

为解决上述技术问题之二，本发明采取的技术方案如下：一种抗氧 防锈润滑油组合物，以重量份数计包括以下组分：

a)0.005～0.08份的烷基硫代磷酸酯；

b)0.2～1.5份的复合添加剂；所述复合添加剂选自IRGOLUBE2030A、 IRGOLUBE 2030D或中的至少一种；

c)0.001～0.1份的抗泡剂；

d)97～99份的基础油。

上述技术方案中，优选地，烷基硫代磷酸酯为二烷基二硫代磷酸酯。 更优选地，所述二烷基二硫代磷酸酯的结构式为：

其中，R为含2～8个碳原子的直链烷烃或支链烷烃，n为1～4的整数。

上述技术方案中，优选地，所述抗泡剂选自甲基丙烯酸酯或二甲基 硅油中的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述基础油选自选自加氢裂化基础油， 符合APIII、APII⁺或APIIII，40℃运动粘度为19～70mm²/s。

上述技术方案中，优选地，烷基硫代磷酸酯的用量为0.01～0.06份， 复合添加剂的用量为0.4-1.2份，抗泡剂的用量为0.002-0.05份，基础油 的用量为98-99.5份。

上述技术方案中，优选地，所述抗氧防锈润滑油组合物中还含有组 分e)0.01-0.15份的抗氧防腐剂，所述抗氧防腐剂选自二烷基硫代氨基 甲酸酯或二硫代膦酸酯。

为解决上述技术问题之三，本发明采取的技术方案如下：所述的抗 氧防锈润滑油组合物用于提高涡轮机油的抗氧抗腐蚀性能。

本发明中所述的IRGOLUBE2030A和IRGOLUBE 2030D是BASF 公司产品，是AFTON公司产品。

本发明人惊异地发现了烷基硫代磷酸酯的新用途，将此化合物加入 抗氧防锈润滑油中，不仅可以获得极好的极压抗磨性，并且能改善高温 氧化实验中金属，特别是镁和镉的腐蚀，减少粘度增长、酸值增长。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。

具体实施方式

【实施例1～6】

按照表1中的重量份数，分别称取所需量的复合添加剂、二烷基二 硫代磷酸酯(R为异丙基，n为3)、抗氧防腐剂(HiTEC 015，二烷基二 硫代氨基甲酸酯)加入至矿物基础油中，在45～65℃下加热搅拌至完全均 匀，再加入抗泡剂搅拌30分钟，得到所述组合物。组合物中各组份的种 类及用量见表1，油品性能见表2、3。

【比较例1～2】

按照表1中的重量份数，分别称取所需量的组分加入至矿物基础油 中，在45～65℃下加热搅拌至完全均匀，再加入抗泡剂搅拌30分钟，得 到所述抗氧防锈涡轮机油组合物。组合物组成见表1，油品性能见表2、 3。

从测试的结果可见，【比较例1】不加二烷基二硫代磷酸酯，其高温 氧化腐蚀试验中的粘度增长率和酸值增加值都很高，镁和镉金属的腐蚀 大。

【比较例2】以二烷基二硫代氨基甲酸酯抗氧防腐剂(H015)0.05 份替代二烷基二硫代磷酸酯，可以使高温氧化腐蚀试验中的粘度增长率 和酸值增加值大大降低，说明二烷基二硫代磷酸酯可以起到抗氧防腐剂 的作用。

【实施例1～4】说明在不同的复合添加剂中加入少量的二烷基二硫代 磷酸酯，可以显著降低粘度增长率和酸值增加值。特别地，可以消除镁 金属的腐蚀，大大降低镉金属的腐蚀。

【实施例5～6】说明结合抗氧防腐剂(H015)和二烷基二硫代磷酸酯， 可以使油品满足高温氧化稳定性试验，并降低抗氧防腐剂(HiTEC 015) 的用量。